[发明专利]集成式膜分离制氮设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种制氮设备，尤其涉及一种集成式膜分离制氮设备。

背景技术

随着科学技术的发展，制氮工艺和设备也得以完善，氮气广泛应用于不同领域。可适用于石油开采提高采油率；适用于化工行业可起到惰性保护、干燥、压力输送、管道吹扫、工艺渗氮等；适用于食品仓储，果蔬保鲜、饮料搅拌、包装等；电力电缆应用于干法聚乙烯交联保护、电子焊接保护等；医药领域应用于气态运输、包装等；冶金行业应用于热处理；煤矿行业应用于惰化防灭火等。 现有的制氮设备操作复杂，对环境污染大，能源消耗多及获得的氮气纯度较低等方面的缺陷。

目前常用的制氮方法主要有低温精馏法、变压吸附法和膜分离法大众。本发明的采用的膜分离技术源于美国DOW化学公司的科研成果。DOW化学是世界上最大的化学公司之一，它的膜分离技术四十多年来在世界上一直处于领先地位。自八十年代中期第一代膜分离氮气发生器问世以来，到目前第二代膜分离空分制氮膜组件已商业化。该技术核心是超细化中空纤维，具有高的回收效率和可获得较高纯度的氮气，工作连续稳定、可靠、寿命长，现已有数千套膜分离系统在世界各地运行，产生了极大的经济效益。

发明内容

本发明主要解决上述技术问题，提供一种具有集成化程度高，体积小，氮气纯度高，操作简便，精确控制及数据记忆能力的集成式膜分离制氮设备。

本发明主要是通过以下技术方案实现的：

集成式膜分离制氮设备，包括冷却器1，电机3，聚结过滤器5，活性碳过滤器6，手动球阀8，流量计11，减压阀12，氧电池13，膜分离器14，电动调节阀15，电磁阀16，单向阀17，手动排水阀18，电动排水阀19，其特征在于，所述制氮设备包括空气螺杆压缩机2，汽水分离器4，换热器7，在过滤器5和膜分离器14设有由微控单元控制的温度检测器9，压力检测器10。

膜分离器采用多个中空纤维膜组件并联，并将空气螺杆压缩机体积增大，可获得不同产气量和纯度的氮气。

由电化学氧检测传感器控制采样检测氮气；由纯度调节阀来实现产品气的纯度调控。温度检测器9，压力检测器10对所述制氮设备进行系统保护，主要是对空压机和膜组件进行保护，防止进气温度过高会损伤膜组。标准固定氮气装置具有成熟的中空纤维膜分离制氮技术、可靠的膜组件产品支持。可通过增加膜组件扩大系统的产氮量、氮气纯度调节方便,并根据用户的需求在95%-99.9%之间任意调节、人性化设计满足您的不同要求。流程简单，结构紧凑，节省空间。所述制氮设备对采样检测、纯度调控、温度控制及系统保护采用全自动控制方式。本制氮设备还包括由电化学氧检测传感器，纯度调节阀，冷干机，空气加热器。

本发明的有益效果是：集成式膜分离制氮设备均采用先进的中空纤维膜分离制氮技术，具有产气量大、抗污染、高纯度、低能耗等最佳性能，将空气螺杆压缩机，汽水分离器，换热器集成，并且均采用PLC电脑控制系统，数据记忆功能强大，适用于95—99.9%纯度的氮气，流程简单，控制精确，操作简便。

附图说明

 图1 为本发明集成式膜分离制氮设备平面结构示意图。    

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案做进一步具体的说明：

集成式膜分离制氮设备包括冷却器1，电机3，聚结过滤器5，活性碳过滤器6，手动球阀8，温度检测器9，压力检测器10，流量计11，减压阀12，氧电池13，膜分离器14，电动调节阀15，电磁阀16，单向阀17，手动排水阀18，电动排水阀19，空气螺杆压缩机2，汽水分离器4，换热器7。膜分离器采用多个中空纤维膜组件并联。本制氮设备还包括由电化学氧检测传感器，纯度调节阀，冷干机，空气加热器。

如图1所示，本实施例中开启电机3，启动空气螺杆压缩机2，润滑油和压缩空气经冷却器1冷却后进入空气螺杆压缩机2，润滑油经换热器7后再进入冷却器1；空气压缩增压到1.4MPa，压缩气体先经铝翅片风冷冷却器1冷却，进入汽水分离器4除水、再经过滤器5、活性碳过滤器6预处理装置过滤净化，并通过冷干机，空气加热器使，压缩气体的纯净度达到颗粒度含量小于0.01um、油雾含量小于0.01ppm的纯净度指标，然后进入膜分离器14实现氮-氧分离，分离后的氮气通过单向阀17进入储气罐，实现用户的终端使用。膜分离器采用多个中空纤维膜组件并联。为防止进气温度过高损伤膜组，在过滤器5和膜分离器14设有由微控单元控制的温度检测器9，压力检测器10。